(57)【要約】  活性化学種、蒸気又は過熱蒸気を生成する方法は、導管を通して１つ又は複数の流体を流すことと、導管に近接して１つ又は複数の白熱灯を配置することと、１つ又は複数の流体が、化学成分に分解される、新しい化合物へと結合される、又は、蒸気に変換される、ように、導管を通過して流れる１つ又は複数の流体を加熱するために、１つ又は複数の白熱灯から発せられた熱の少なくとも一部分を使用することと、を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性化学種、蒸気又は過熱蒸気を生成する方法であって、
導管を通して１つ又は複数の流体を流すことと、
前記導管に近接して１つ又は複数の白熱灯を配置することと、
前記１つ又は複数の流体が、化学成分に分離される、新しい化合物へと結合される、又は、蒸気に変換される、ように、前記導管を通過して流れる前記１つ又は複数の流体を加熱するために、前記１つ又は複数の白熱灯から発せられる熱の少なくとも一部分を使用することと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記１つ又は複数の白熱灯を配置することが、前記導管に近接して１つ又は複数のタングステンハロゲンランプを配置することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記導管に近接して１つ又は複数のタングステンハロゲンランプを設置することが、前記導管に近接して少なくとも２つのタングステンハロゲンランプを配置すること、任意に前記導管に近接して少なくとも４つのタングステンハロゲンランプを配置すること、又は、任意に前記導管に近接して６つ又はそれ以上のタングステンハロゲンランプを配置すること、を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ランプを配置することが、前記導管の周りに前記ランプを配置することを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記導管で前記ランプを取り囲むことを更に含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記ランプを配置することが、前記導管の第１部分で前記ランプを取り囲むことと、前記導管の第２部分の周りに前記ランプを配置することと、を含み得る、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記ランプを配置することが、前記導管の第１部分で前記ランプを取り囲むことと、前記導管の第２部分で前記導管の前記第１部分を取り囲むことと、を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記導管を通して１つ又は複数の流体を流すことが、前記導管の前記第２部分の中へ前記１つ又は複数の流体を流すことを含み、前記導管の前記第２部分が前記導管の入口を形成する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記水を流すことが、２本の導管を通して１つ又は複数の流体を流すことと、前記導管の少なくとも一方に近接して、かつ、任意に両方の導管に近接して、ライトを配置することと、を含む、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記ランプの端部を前記ランプによって発せられる放射及び前記導管から発せられる熱の少なくとも一部から遮蔽するために、前記ランプの端部と前記導管との間に放射シールドを配置することを更に含む、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
入口と出口とを有する導管であって、前記入口が１つ又は複数の流体の供給源と流体連通する、導管と、
前記導管に近接して配置された１つ又は複数の白熱灯であって、前記１つ又は複数の白熱灯から発せられる熱の少なくとも一部が前記導管を通過して流れる前記１つ又は複数の流体を加熱するために使用される、１つ又は複数の白熱灯と、
を備える、発生器。
【請求項１２】
前記１つ又は複数の白熱灯が、前記導管に近接して配置された１つ又は複数のタングステンハロゲンランプを含む、請求項１１に記載の発生器。
【請求項１３】
前記１つ又は複数のタングステンハロゲンランプが、前記導管に近接する少なくとも２つのタングステンハロゲンランプを含み、任意に少なくとも４つのタングステンハロゲンランプが前記導管に近接し、又は任意に６つ又はそれ以上のタングステンハロゲンランプが前記導管に近接する、請求項１２に記載の発生器。
【請求項１４】
前記ランプが前記導管の周りに配列される、請求項１１又は１２に記載の発生器。
【請求項１５】
前記発生器が、前記ランプの両端部を保持するための第１及び第２取付けベースを更に含む、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の発生器。
【請求項１６】
前記ベースが機械加工可能なガラスセラミックなどのセラミック材料から形成される、請求項１５に記載の発生器。
【請求項１７】
前記導管が、第１部分と第２部分とを含み、前記第１部分が前記ランプの間に延び、前記ランプが前記導管の前記第１部分を取り囲み、前記第２部分が前記ランプを取り囲む、請求項１２に記載の発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
蒸気発生器は、液体水を沸騰して蒸気に変換するために熱を使用する装置である。熱は、典型的には、化石燃料、電気、核エネルギー又は再生エネルギーから得られる。広範囲の質の蒸気を得るために広範囲の作動圧力で作動する多数の異なるタイプの蒸気発生器がある。ほとんどの蒸気発生器は、多様なスチールから構成された高圧容器である。蒸気発生器は、設定された安定作動圧力及び温度の蒸気を得るために、典型的に数分から数時間までの範囲の長い時間が掛かる。
【０００２】
例えば、典型的に電気を使用する小型蒸気発生器は、ほぼ１気圧でかつほぼ１００℃の飽和蒸気を生成するために数分間かかる。典型的に、約５００℃又はそれ以上の蒸気を出力する小型過熱蒸気発生器は、所望の過熱蒸気温度を生成する所望のボイラー圧力を得るためにもっとずっと長い時間が掛かる。
【０００３】
過熱蒸気の価値の１つは、タービン及び往復ピストンエンジンなどの機械システムを駆動するために使用できる巨大な量な内部エネルギーを放出する能力を有することにある。これらのシステムが作動する圧力で水蒸気の凝結温度より高い温度を維持することによって、過熱蒸気は、水滴の形成を予防する。水滴があると、圧縮不能な性質（作動圧力で）を有するのでシステムを損傷することになる。したがって、重要なことは、特に往復エンジン又はタービンを駆動するときの過熱蒸気の圧縮可能な性質である。
【０００４】
したがって、例えば典型的な半導体製造におけるように、高速の過熱蒸気噴射を必要とするプロセスにおいて、この遅延は過熱蒸気の応用を制限する可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、蒸気特に過熱蒸気を生成するもっと速い方式が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの実施形態において、活性化学種、蒸気又は過熱蒸気を生成する方法は、導管を通して１つ又は複数の流体を流すこと、導管に近接して１つ又は複数の白熱灯を配置することと、１つ又は複数の流体が、化学成分に分離される、新しい化合物へと結合される、又は、蒸気に変換される、ように、導管を通過して流れる１つ又は複数の流体を加熱するために、１つ又は複数の白熱灯から発せられる熱の少なくとも一部分を使用することと、を含む。
【０００７】
１つの形態において、１つ又は複数の白熱ランプを配置することは、導管に近接して１つ又は複数のタングステンハロゲンランプを配置することを含む。
【０００８】
別の形態において、導管に近接して１つ又は複数のタングステンハロゲンランプを配置することは、導管に近接して少なくとも２つのタングステンハロゲンランプを配置すること、任意に導管に近接して少なくとも４つのタングステンハロゲンランプを配置すること、又は、任意に導管に近接して６つ又はそれ以上のタングステンハロゲンランプを配置することを含む。
【０００９】
別の形態において、ランプを配置することは、導管の周りにランプを配置することを含む。
【００１０】
更に別の形態において、方法は、ランプを導管で取り囲むことを含む。
【００１１】
更に別の形態によれば、ランプを配置することは、ランプを導管の第１部分で取り囲むことと、導管の第２部分の周りにランプを配置することと、を含むことができる。
【００１２】
更に別の実施形態において、ランプを配置することは、ランプを導管の第１部分で取り囲むことと、導管の第１部分を導管の第２部分で取り囲むことと、を含むことができる。
【００１３】
別の形態において、導管を通して１つ又は複数の流体を流すことは、導管の第２部分の中へ１つ又は複数の流体を流すことを含み、導管の第２部分は導管の入口を形成する。このようにして、導管の第２部分は、導管の第１部分の周りの絶縁層を形成する。
【００１４】
更に別の実施形態において、１つ又は複数の流体を流すことは、２本の導管を通して１つ又は複数の流体を流すことと、導管の少なくとも一方に近接して、かつ、任意に両方の導管に近接して、ライトを配置することと、を含む。
【００１５】
上記のいずれかにおいて、方法は、ランプによって発せられる放射及び導管から発せられる熱の少なくとも一部からランプの端部を遮蔽するためにランプの端部と導管との間に放射シールドを配置することを含む。
【００１６】
別の実施形態において、発生器は、入口と出口とを有する導管と、導管に近接して配置された１つ又は複数の白熱灯と、を含む。入口は、１つ又は複数の流体の流体源と流体連通し、１つ又は複数の白熱灯から発せられる熱の少なくとも一部は、導管を通過して流れる１つ又は複数の流体を加熱するために使用される。
【００１７】
１つの形態において、１つ又は複数の白熱灯は、導管に近接して配置された１つ又は複数のタングステンハロゲンランプを含む。
【００１８】
別の形態において、１つ又は複数のタングステンハロゲンランプは、導管に近接する少なくとも２つのタングステンハロゲンランプを含み、任意に少なくとも４つのタングステンハロゲンランプが導管に近接して配置され、又は、任意に６つ又はそれ以上のタングステンハロゲンランプが導管に近接して配置される。
【００１９】
別の形態において、ランプは、導管の周りに配列される。例えば、発生器は、ランプの両端を保持するために第１及び第２取付けベースを更に含む。１つの形態において、ベースは、機械加工可能なガラスセラミックなどのセラミック材料から形成される。
【００２０】
更に別の形態において、導管は２つの部分、即ちランプの間に延びる第１部分（ランプは導管の第１部分を取り囲む）及びランプを取り囲む第２部分、を含む。
【００２１】
したがって、発生器は、気体及び／又は水などの液体を迅速に加熱して、これを蒸気即ち過熱蒸気へ変換できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】典型的な市販の高温タングステンハロゲンランプの概略図である。
【図２−２Ａ】図２は、複数のランプ用の端部ベースの拡大平面図である。図２Ａは、図２の線ＩＩＡ−ＩＩＡに沿って見た断面図である。
【図３】２つの端部ベースの間に取り付けられたランプ配列システムの概略図である。
【図４】プロセス導管が中を通過して延びるランプ配列システムの概略図である。
【図５】囲繞体の中に収容されている図４に示されているランプ配列システム及びプロセス導管の概略図である。
【図６】別の実施形態のプロセス導管を有するランプ配列システムの概略図である。
【図７】第３実施形態のプロセス導管を有するランプ配列システムの概略図である。
【図８】第４実施形態のプロセス導管を有するランプ配列システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図４を参照すると、番号１０は、全体で液体又は気体などの流体を加熱する発生器又は反応器を指す。図示する実施形態については、本明細書において、蒸気、具体的には過熱蒸気を生成するために水を加熱する蒸気発生器に関して説明するが、１つの気体、複数の気体、及び／又は、液体を分解する又はこれを結合して他の所望の化合物にするために、同じテクノロジーを使用して、１つの気体若しくは複数の気体、又は、気体及び液体を加熱できることが分かるはずである。更に、本発明の蒸気発生器は、高速で蒸気特に過熱蒸気を生成するために水を加熱できる。例えば、蒸気発生器１０は、従来の蒸気発生器の数分に対して数秒で過熱蒸気を生成できる。以下でさらに詳しく説明するように、発生器１０は、ほぼ瞬時に蒸気を、より具体的には約１気圧で１００℃〜数１００℃の範囲の温度の過熱蒸気をほぼ瞬時に生成するように構成される。蒸気の量、蒸気の温度及び蒸気生成速度のいくつかの例を下に示す。
【００２４】
図４から分かるように、発生器１０は、プロセス導管へ熱を導くためのプロセス導管１４に近接して配置される１つ又は複数の白熱灯１２（図１）を含む。プロセス導管１４は、気体及び／又は水などの液体の供給源に結合するための入口又は入力口１４ａと、蒸気などの加熱生成物を発生器から出力するための出口１４ｂと、を含む。例えば、結合又は分離するために適する気体は、例えば半導体処理に関連する気体を含むことができる。
【００２５】
図３及び４を参照すると、動力は、コンピュータ利用の制御システム１６によって１つ又は複数の白熱灯１２へ送られる。制御システム１６は、例えば、水流量及び所望の過熱蒸気出力温度に基づいて、白熱灯へ送られる動力を調節するために、電源（図示せず）及びランプの電極に結合される。コンピュータ利用の制御システム１６は、マイクロプロセッサ利用のコントローラを含み、かつ、１つ又は複数のプロセスパラメータを検出するために、コントローラと通信する１つ又は複数のセンサを含むことができる。例えば、コンピュータ利用の制御システム１６は、入力口において又はその付近において水の流量を検知するために、１つ又は複数のセンサを、並びに、アウトレットにおいて又はその付近において蒸気の温度を検知するために、及び、任意に導管及び／又はランプの温度を検知するために、１つ又は複数の温度センサを、含むことができる。コンピュータ利用の制御システム１６はまた、本明細書において説明する機能を実行するようにプログラムされる、又は、マイクロプロセッサ及び／若しくはその他の電子機器をサポートする、その他の電子コンポーネントを含むことができる。その他の電子コンポーネントは、当業者には分かるように、１つ又は複数のディスクリート回路、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）及び／又はその他のハードウェア、ソフトウェア若しくはファームウェアを含む（但し、これらに限定されない）。これらのコンポーネントは、コンポーネントを１つ又は複数の回路板に取り付けることによって、又は、１つの制御ユニットの発生器において単一ユニットとして組み合わせるか若しくは複数の制御ユニットに分散されるかにかかわらず他の方式で配列するなどによって、物理的に任意の適切な方式で構成できる。前記のコンポーネントは、発生器に配置できる、又は、発生器とは別個に例えば発生器から遠隔の場所に配置できる。別個に配置される場合、コンポーネントは、適切な任意のシリアル又はパラレル通信プロトコルを使用して通信できる。
【００２６】
図示する実施形態において、電灯１２は、例えばタングステンハロゲン高温ランプを含む、複数のタングステンハロゲンランプ１８（例えば、図１、３及び４）を備えている。ハロゲンランプは、タングステンフィラメント及び少量のハロゲンガスを有する（ヨウ素又は臭素付加など）白熱タングステンランプである。タングステンフィラメントにハロゲンガスを付加することによって、ランプの耐用期間を増大するハロゲンサイクル化学反応を発生する。高温ランプは、多様な会社例えば米国のＦａｎｎｏｎ社又は日本のＵｓｈｉｏ社から市販されている。
【００２７】
図１を参照すると、任意に、ランプ１８は、ハウジング内部のフィラメントから発せられるエネルギーを所望の方向に集束するために、完全透明クオーツ円筒形バルブ若しくはハウジング１８ａで製造できる、又は、ハウジングの内部の一部分を部分金薄膜などのフィルム２０でコーティングできる。その代わりに又はそれに加えて、金薄膜などの外部反射コーティングをハウジングの外面に塗布できる。従来のランプ１８は、各端部にセラミック口金１８ｂを含むことができ、制御システム１６によって制御される電源にそれぞれのランプを結合するために、口金の中へフィラメントの端部が延びて、電極１８ｃ、１８ｄに結合する。
【００２８】
プロセス導管１４の周りに間隔を置いてランプを支持するために、発生器１０は、図２に示すように、第１及び第２端部ベース２２を含む。各端部ベース２２は、雲母又は機械加工可能なガラスセラミック（Ｍａｃｏｒの商標で市販）などの機械加工可能なセラミック材料を含む、セラミック材料から形成できる。図２及び図２Ａから分かるように、端部ベース２２は、複数の開口２４を含み、これを通過して、ランプ電極は、電源に結合するために延びる。図示する実施形態において、端部ベース２２は、プロセス導管を受け入れるための任意の中央開口２６と、ランプ１８のそれぞれの端部口金を受け入れるために開口２６の周りに延びる環状陥凹部２８と、を有する、ディスク形部材から形成される。以下で更に詳しく説明するように、端部ベースにおける開口の形状、サイズ及び数、並びに、開口の場所は、使用されるランプのサイズ及び数、並びに、プロセス導管のタイプ、に応じて変わる。
【００２９】
開口２４は、端部ベース２２の環状陥凹部２８に配置され、ランプがそれぞれの端部ベース２２に取り付けられたときにランプ１８が開口２６の周りに配列されて、その間にプロセス導管１４を受け入れるための中央通路３０（図３及び４）を形成するように、開口２６の周りにこれから半径方向に離間して配列される。したがって、この実施形態において、ランプ１８はプロセス導管１４を取り囲む。したがって、反射コーティング２０は、ランプによって発せられた熱がプロセス導管へ向かって内向きに導かれるように、それぞれのランプの外側に塗布できる。ランプの数は、少なくとも２つ、少なくとも４つ、及び図示する実施形態に示すように任意に６つ又はそれ以上のランプを含めて変えられる。
【００３０】
熱伝導を増大するために、ランプ１８は、図４においてプロセス導管１４に近接して配置される。例えば、「近接」とは、５〜１０ｍｍの範囲、２〜３０ｍｍの範囲又は任意に１〜７ｍｍの範囲を意味する。このように、反射コーティングと組わせて使用すると、ランプから発せられた熱は全てでないとしてもほとんど、プロセス導管へ向けて導かれる。
【００３１】
再び図４を参照すると、図示する実施形態において、プロセス導管１４は、通路３０（図３及び４）及び以下で説明する囲繞体を通過して延びる、スチール、ステンレス鋼合金、アルミニウム、銅、ガラス、クオーツ、アルミナ、炭化ケイ素、ジルコニア又はこれと同種のものなど多様な材料から形成されたチューブなどの直線チューブを含む。チューブの直径及び壁の厚みは、固有のプロセス要件及び所望の化学反応結果に応じて変動する可能性があるが、直径約６.３５ｍｍ（０．２５インチ）以上でなければならない。例えば、チューブの直径は、典型的には、１５０〜３００ｍｍの範囲、１００〜１５００ｍｍの範囲又は任意に３００〜６００ｍｍの範囲であり、０.１２〜０.７５ｍｍ、０.０２ｍｍ〜２.５４ｍｍ又は任意に０.２５〜０.５ｍｍの範囲の壁の厚みを有する。
【００３２】
熱損失を減少し、更に発生器近くにいる人への負傷の危険を防止するために、発生器１０は、任意に、囲繞体３２（図５）を含む。囲繞体３２は、ランプ１８、プロセス導管１４及び端部ベース２２を収容し囲繞するために、対向する端壁３４ａ及び３４ｂと、２つの端壁３４ａ，３４ｂの間に延びる周囲壁３６と、を含む。端壁３４ａ、３４ｂは、発生器が、入口端部及び出口端部を除いて完全に囲繞体内に収納されるように、プロセス導管１４の入口端部のための開口及びプロセス導管１４の出口端部のための開口を含む。任意に、囲繞体は、各種セラミックなどの熱絶縁材料から形成できる。更に、囲繞体３０は、クオーツ、ウール又はこれと同種のものなど内部絶縁材料を含むことができる。その代わりに又はそれに加えて、囲繞体３０は、絶縁又は付加的絶縁を与えるために、周囲壁３６の中に形成された又は周囲壁３６の周りに延びる外部水冷ジャケットを含むことができる。
【００３３】
第１実施形態に従って構成された発生器、即ち４０％のパワー及び１２０ｃｍ3/分の水流入量で作動される６つの１０００Ｗタングステンハロゲンランプを有する発生器のテストにおいて、１５秒未満でほぼ５００°の過熱蒸気が生成された。これは、過熱蒸気２００リットル/分にほぼ等しい。
【００３４】
発生器の第２実施形態によれば、プロセス導管は、ランプを取り囲むように構成できる。図６を参照すると、発生器１１０は、入力口１１４ａを形成する第１線形部分と出力口１１４ｂを形成する第２線形部分１４ｂとを有するコイルとして構成されたプロセス導管１１４を含んでおり、線形部分は、前の実施形態と同様、囲繞体１３０の端壁を通過して延びる。このようにして、プロセス導管１１４は、ランプ１８を取り囲む。この構成によって、プロセス導管の表面積は大幅に増大するので、ランプから発せられたより多くの熱が、プロセス導管を通過して流れる流体によって吸収される。更に、この構成によって、反射コーティングは排除される、又は、その設置場所を変えることができる。例えば、反射コーティングは、ランプによって発せられた全ての熱がランプの外向き面を通過して外向きに導かれるように、各ランプの内向き面に施すことができる。
【００３５】
プロセス導管によって吸収される熱を最大化するために、プロセス導管のコイル状部分は、それぞれのランプの加熱長さの全てではなくてもほとんどを被覆するようなサイズを有する（図１）。
【００３６】
発生器２１０の更に別の実施形態によれば、プロセス導管は、２つの部分、即ちランプを取り囲む第１部分と、ランプによって取り囲まれる第２部分と、を有するように構成できる。図７を参照すると、発生器２１０のプロセス導管２１４は、コイル状でかつランプ１８を取り囲む第１コイル状部分２１６と、第１実施形態と同様にランプの間に延びてランプによって取り囲まれる第２直線部分２１８と、を含む。プロセス導管のコイル状部分は、逆Ｌ字形の第３部分２２０によってプロセス導管の直線部分と接合される。第３部分の形状は変えることができることが分かるはずである。このようにして、コイル状部分２１６は、プロセス導管２１４の直線部分２１８と直列である。
【００３７】
図示する実施形態において、コイル状部分２１６は、囲繞体２３０の周囲壁２３６を介して水供給源と流体連通するための入口２１６ａを含み、プロセス導管２１４の直線部分２１８は、蒸気を出力するために、囲繞体２３２の端壁２３４ｂを通過して下向きに延びる。囲繞体２３２は、囲繞体３２と同様の構成を有し、ランプ１８と、入口及び出口を除くプロセス導管のほとんどと、に対して、絶縁囲繞体を与える。したがって、追加の細部については囲繞体３２を参照する。
【００３８】
このようにしてプロセス導管の表面積が増大すると、発生器２１０は、非常に高い体積流量で非常に高温の過熱蒸気を生成できる。１つのテストにおいて、本明細書において説明する（６つの１０００Ｗタングステンハロゲンランプを有する）タイプの発生器は、６０％のランプパワーでほぼ５００℃の過熱蒸気を４００Ｌ／秒で生成できる。
【００３９】
発生器の別の実施形態において、プロセス導管は、ランプを取り囲む第１部分と、プロセス導管の第１部分を取り囲む第２部分とを含むことができる。図８を参照すると、番号３１０は、全体として別の実施形態の発生器を示す。発生器３１０は、ランプ１８を取り囲む第１コイル状部分３１６と、プロセス導管３１４の第１コイル状部分３１６を取り囲む第２コイル状部分３１８と、を含む。図示する実施形態において、第１コイル状部分３１６は、第２及び第３実施形態と同様に、それぞれのランプの各々の加熱長さを覆って延びるサイズを有する。第２コイル状部分３１８は、第１コイル状部分３１６及び実質的にランプ１８の全長を覆って延びるサイズを有する。したがって、外側コイル状部分は、内側コイル状部分よりコイル長さが長い。更に、第２コイル状部分の直径は、説明し図示するように内側コイル部分を完全に取り囲むように第１コイル状部分の直径より大きい。更に、囲繞体内に設置する前に、外側コイル状部分に絶縁材を付加できる（図示しないが、絶縁材の例として前の実施形態の囲繞体を参照する）。図示する実施形態において、プロセス導管の入口端部及び出口端部の両方は、囲繞体の端壁の一方を通過して延びるので、同じ側から発生器を出て行く。
【００４０】
外側コイル状部分３１８によって内側コイル状部分３１６の周りに水を導くことによって、プロセス導管３１４の外側コイル状部分３１８は、作動中の安全な取扱いのために熱が囲繞体に到達するのを抑制するための、更にランプからプロセス導管への熱伝導の熱効率を増大するための絶縁材として作用できる。
【００４１】
任意に、発生器３１０は、１つ又は複数の放射シールド３４０を含むことができる。シールド３４０は、円形プレートなどのプレートを含み、端部ベースを形成できる材料と同様に、雲母又は機械加工可能なガラスセラミックを含む他の機械加工可能なセラミック材料を含む、高温セラミック材料で構成できる。シールド３４０は、ランプの端部を、ランプによって発せられる放射及びプロセス導管から発せられる熱の少なくとも一部分から遮蔽するために、ランプの端部とプロセス導管との間に配置される。したがって、これらの放射シールドは、外側コイル及び発生器の囲繞体へ到達する直接放射熱損失量を最小限に抑える。したがって、外側コイル、コイル間の高温絶縁及び放射シールドを追加することによって、ランプの端部は、そうではない場合より冷たくなり、ランプの寿命を延ばせる。
【００４２】
上記の発生器のいずれにおいても、ランプの端部を冷却するために、外部の周囲空気を絶縁プロセス導管と囲繞体との間の囲繞体内部の空間の中へ引き込む換気ファンを囲繞体に組み込むことができ、ランプの寿命を延ばせる。
【００４３】
発生器３１０を参照して示すような上記の発生器のいずれにおいても、熱電対チューブ３５０を追加して、図示する実施形態における内側コイル状部分などのプロセス導管に、及び、コンピュータ利用の制御システム（例えば、この発生器及び上述の発生器のいずれにおいても使用できる制御システム１６）に、結合できる。熱電対チューブ３５０は、プロセス導管の温度に関するフィードバッグを制御システムに与えることによって、それぞれのランプの作動及び蒸気生成に対してより大きな制御を与えられるようにする。制御システムは、上述のように、発生器を制御するためにプロセス導管の温度を使用できる。
【００４４】
したがって、本明細書において説明する発生器は、使用されるランプパワーのパーセント及び水流入量に応じて、数秒で例えば１０秒で、過熱蒸気を生成できる。発生器はまた、水流及びランプパワーをオフにすることによってほぼ瞬時にオフにできる。これは、可変的なサイクル時間を有する生産サイクルにおいて使用できる、又は、定温で連続流量の過熱蒸気を生成するために使用できる。これは、水流量及び所望の過熱蒸気出力温度に基づいてランプへ送られるパワーパーセントを制御する上述のコンピュータ制御システムを使用することによって容易に達成できる。これらの発生器は、１気圧の過熱蒸気を生成できるので、したがって高圧過熱発生器のコストのかかる検定を一切必要としない。但し、発生器は、プロセス導管における圧力を変動させるために出口において又は出口から下流において背圧を使用できる。また、選択的なほんの数例をあげると、例えば蒸気ヘルススパから化学的、生物学的及び半導体処理まで、多様な商業用途において、コスト及び設置のし易さの点で高い競争力を有する。
【図１】
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【図２−２Ａ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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2019537700.tif 000012